[发明专利]一种双基地调频连续波合成孔径雷达频率变标成像方法有效
申请号: | 201510229781.6 | 申请日: | 2015-05-08 |
公开(公告)号: | CN104833972B | 公开(公告)日: | 2017-09-19 |
发明(设计)人: | 武俊杰;任建宇;包毅;杨建宇;黄钰林 | 申请(专利权)人: | 电子科技大学 |
主分类号: | G01S13/90 | 分类号: | G01S13/90 |
代理公司: | 成都宏顺专利代理事务所(普通合伙)51227 | 代理人: | 周永宏 |
地址: | 611731 四川省成*** | 国省代码: | 四川;51 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 基地 调频 连续 合成孔径雷达 频率 成像 方法 | ||
1.一种双基地调频连续波合成孔径雷达频率变标成像方法,具体包括如下步骤:
步骤一:获取回波信号并进行预处理;
步骤二:对回波信号进行去调频并移除残余视频相位;
步骤三:对移除残余视频相位的回波信号进行补余距离徙动校正;
步骤四:对补余距离徙动校正后的回波信号进行二次距离压缩,一致距离徙动校正和位置偏移校正;
步骤五:方位压缩;
步骤六:对信号方位向进行逆傅里叶变换,得到最终的聚焦图像;
步骤一中,获取回波信号并进行预处理的步骤为:成像系统参数初始化;双基地调频连续波SAR回波信号建模;计算回波信号的二维频谱;分解回波信号的二维频谱;
成像系统参数初始化的具体实现方式为:
设双基地调频连续波SAR频率变标成像系统的发射站的位置坐标为(xT,yT,hT),其中,xT、yT和hT分别为发射站的x轴、y轴和z轴坐标;接收站零时刻位置坐标为(xR,yR,hR),其中xR、yR和hR分别为接收站的x轴、y轴和z轴坐标;波束中心位于场景坐标原点处时记为零时刻,平台速度为v,场景中任一点目标的位置坐标为P(x,y);
双基地调频连续波SAR回波信号建模的具体实现方式为:
计算双基地调频连续波SAR的双程距离延时:双程距离延时记为ηd,发射信号在任意方位向时间η通过发射站发射,然后在时间η+ηd通过接收站接收,RT(η;x,y)代表从发射站到点目标的瞬时斜距,RR(η+ηd;x,y)代表从点目标到接收站的瞬时斜距;双基地调频连续波SAR的双程距离延时表示为其中,
c为电磁波传播速度,rT,rR分别为发射站和接收站与点目标P(x,y)的最近斜距,且θST,θSR分别为零时刻发射站与接收站的斜视角,且θST=arctan(|yT-y|/rT),θSR=arctan(|yR-y|/rR);
回波信号表示为:
s(τ,η;x,y)=exp(jπKr(τ-ηd)2)exp[j2πf0(τ-ηd)]
其中,Kr为发射信号的调频斜率,f0为发射信号的载频,τ为距离向时间;
计算回波信号的二维频谱具体实现方式如下:
利用广义Loffeld模型以及驻定相位定理,求得双基地调频连续波SAR的点目标二维频谱:
其中ηc=α(rTref+rRref)/c,rTref和rRref分别为发射站与接收站的参考斜距;
fη为多普勒频率,fηT(fη)和fηR(fη)分别是分配给发射站和接收站的多普勒频率:
其中
和fηc=fηcT+fηcR,fηr=fηrT+fηrR,fη3=fη3T+fη3R;
分解回波信号的二维频谱,具体实现方式如下:
对双基地调频连续波SAR的二维频谱的各个组成部分进行相关分析,并分解;
将FT(f,fη)和FR(f,fη)利用泰勒公式在f=0处展开到二阶:
其中,
ΦG(f,fη)被分解为
ΦG(f,fη)=ΦAC(fη)+ΦRCM(f,fη)+ΦRL(f)
+ΦRC(f,fη)+ΦAL(fη)
其中
ΦAC(fη)是方位压缩因子;ΦRCM(f,fη)是随距离频率变化的线性项;ΦRL(f)代表常数的距离偏移和距离不变的距离走动项;ΦRC(f,fη)是距离频率的二阶项,代表二次距离压缩;
距离向调频率Km是方位频率的函数且在距离多普勒域随距离变化
ΦAL(fη)代表点目标聚焦后在成像空间中的方位定标,常数的方位偏移和点目标P(x,y)与场景中心之间沿飞行轨迹的位置差。
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